JPH02162222A

JPH02162222A - タイヤ内圧の減圧警報装置

Info

Publication number: JPH02162222A
Application number: JP63316514A
Authority: JP
Inventors: Masahito Hodate; 甫立　雅人
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1988-12-16
Filing date: 1988-12-16
Publication date: 1990-06-21
Also published as: DE3941509A1; DE3941509C2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はタイヤ内圧の減圧警報装置、特に車両のタイヤ
のパンク又は空気圧の低下を検知してドライバに知らせ
るようにしたタイヤ内圧の減圧警報装置に関するもので
ある。

（従来の技術）この種のタイヤ内圧の減圧警報装置としては圧力スイッ
チを用いる非接触非同軸の共振方式のものがあるが、こ
れは常規圧力に対して圧力スイッチを閉成状態とし、異
常圧力又は低圧力に対しては圧力スイッチを開放状態と
し、タイヤ回転時にスイッチ閉成による正常信号（１回
転１インパルス）の有無によってタイヤ内圧が正常であ
るか、異常又は低圧であるかを判断するようにしている
。

従って、異常又は低圧であると云う判断を行うためには
、“走行中”及び“正常信号が出ない”と云う２つの条
件が必要であった。即ち、信号が出ないと云うことは、
タイヤが異常内圧であるか、又は低圧化しているか、或
は車両が停止していて、しかも共振コイル及び発振コイ
ルが対向隣接位置になく、信号自体を出し得る状態にな
いかのいずれかであり、従って、走行中であって正常信
号インパルスが生じないときに異常内圧又は低内圧であ
ると云う誤判断、或は逆に、走行中であってインパルス
が生じるとき正常内圧であるという誤判断をおこなう可
能性が生じるようになる。従って、タイヤの内圧、即ち
、空気圧状態を判断する判断要素のうちの１つとして走
行状態を示す走行信号装置を装備する必要があった。

又、タイヤ回転中のインパルスをある時間保持するか、
又は記憶し、上記走行信号と相俟ってタイヤ空気圧が正
常圧力であるか異常圧力（低圧力）であるかの判断を行
うようにすることもでき、その保持時間は例えば６秒程
度としている。

更に、空気圧状態信号を形成する一対の共振コイル及び
発振コイルによって共振回路中のスイッチの開閉に対応
して発振電圧又は電流を発生させ、例えばその電圧が０
か、又は０でないかの二値化された信号として一種の論
理信号形成するようにしていた。

（発明が解決しようとする課題）しかし、この走行信号をつくることは通常容易ではなく
、費用もかかり、信頼性も低下すると云う欠点があった
。

又、空気圧状態信号がインパルスの保持によってつ（ら
れると、その保持時間内に更に発生した空気圧低下は検
出されず、従って空気圧異常の検出が時間的な遅れを有
すると云う欠点もあった。

更に又、空気圧状態信号が一つ又は複数の圧力スイッチ
に対して一つであると云うことは、例えばトラックやバ
スの複輪に対していずれかのタイヤに空気圧異常が発生
したことが判明していても、それがいずれのタイヤであ
るかを特定する個別判断ができないという欠点もあった
。

一方、発振器及び共振器の発振コイル及び共振コイルは
、気温、タイヤの発熱又はブレーキ発熱等による温度変
化によってコイルの抵抗値が変化し、発振電圧に比較的
大きな影響を及ぼすようになる。これがため、複輪とし
て装着されたタイヤに対して一対の共振コイル及び発振
コイルを対応させる場合には例えば−２０°Ｃ〜＋８０
°Ｃの範囲内でいずれのタイヤが異常であるかを個別に
特定して識別することができず、単に複輪中の少なくと
も１つのタイヤが異常であることを識別し得るだけであ
る。

又、単輪に対して一対の共振コイル及び発振コイルを対
応させる場合でも、温度範囲が一４０℃〜＋１５０°Ｃ
のように拡大すると、信号電圧変動が太き（なり、正常
圧力及び異常圧力（低圧力）を識別することが困難とな
る。即ち、発振電圧が温度によって変化するため、識別
能力が低下するようになる。

本発明は上述した欠点を除去し、走行信号を不要とし、
単にレベルスライスを行うだけで構成が簡単かつ廉価で
、しかも、温度変化にさほど左右されない信頼性の高い
タイヤ内圧の減圧警報装置を提供することを目的とする
。

（課題を解決するための手段）本発明は圧力スイッチの開閉により変化する共振回路中
の電気抵抗の大きさに応じて発振回路の電圧又は電流が
変化する非接触型共振方式のタイヤ内圧の減圧警報装置
において、車両の車体側に固着された発振コイルを含む
発振器と、前記発振コイルに近接する車輪のリム部に固
着され前記発振コイルからの放射電磁波に共振する共振
コイル、コンデンサ、抵抗及び圧力スイッチよりなる共
振器と、前記発振器の出力信号を整流し、少なくとも２
レベルに対しスライスして二値化し、かつ、論理処理し
てタイヤ内圧の正常、異常を判別する信号処理回路と、
この信号処理回路の出力によりタイヤ内圧の異常を知ら
せる警報回路とを具えることを特徴とする。

第１図に示すように、本発明によれば圧力スイッチの開
閉により変化する共振回路中の電気抵抗の大きさに応じ
て発振回路の電圧又は電流が変化する非接触型共振方式
のタイヤ内圧の減圧警報装置において、車両の車体側に
固着された発振コイル１を含む発振器２と、前記発振コ
イル１に近接する車輪のリム部に固着され、前記発振コ
イルｌからの放射電磁波に共振する共振コイル３、コン
デンサ４、抵抗５及び圧力スイッチ６よりなる共振器７
と、前記発振器２の出力信号を整流し、少な（とも２レ
ベルに対しスライスして二値化し、かつ、論理演算して
タイヤ内圧の正常、異常を判別する信号処理回路８と、
この信号処理回路８の出力によりタイヤ内圧の異常を知
らせる警報回路９とを具える。

又、使用温度範囲（例えば−４０℃〜１５０℃）の温度
に対して発振電圧特性をほぼ平坦とするように発振器２
を構成し、共振器７と相俟って電圧又は電流信号を２種
類以上のレベルに対して識別し得るように、信号処理回
路８によってその二値化信号を形成し、この二値化信号
を論理的に判断して最適の警報信号を警報装置９から発
生させるようにする。

更に、発振器２の発振コイルｌのコイル線、その巻数、
そのコアやカバーの磁性材料の大きさや組立位置、更に
はキニーリー点等を適切に組合わせることにより、第９
図に示すように温度に対してほぼ一定の発振電圧特性及
び周波数特性を呈する発振コイル１を設ける。

かかる発振コイル１に対しても更にその温度特性が不足
又は過剰となる場合には、並列接続の電気抵抗１０及び
サーミスタ１１を発振コイル１に直列に組込んで温度補
償を行い、所望の温度範囲の温度に対する電圧特性を平
坦とし得るようにする。

共振器７は圧力スイッチ６と電気抵抗５とを（並列又は
直列接続）対にしたものを共振器７に組み込み、圧力ス
イッチ６のオン・オフ（閉成・開放）が共振器の抵抗変
化に関連し得るようにする。

発振電圧又は電流信号から少なくとも２レベルに対する
識別信号を得るために、発振電圧の整流・平滑値に対し
少なくとも２つのスライスレベルを設け、２種類以上の
識別信号が得られるようにする。

（作用）発振コイルｌが温度変化を受けるときの発振電圧又は電
流の変化は、コイル線の線膨張率だけでは説明できない
大きな変化を呈する。磁性体を用いてコイルを造る場合
には、その巻数によって温度変化に対する発振電圧又は
電流の平坦度が大きく異なる。更に、磁性体の持つキュ
ーリー点によっても上述した温度変化に対する発振電圧
又は電流の平坦度に違いが見られるようになる。

発振コイルｌ及び共振コイル３としては、使用温度範囲
、例えば−４０℃〜ｌ、５０℃の１上限に近いか、又は
、それ以上のキューリー点（この範囲を１２０℃〜３５
０℃程度とする）を有する磁性材料と高周波に好適なコ
イル線を用い、その巻数を一般のコイルよりも少な（、
例えば３０〜４５巻回とすることによって温度に対する
発振電圧又は電流特性が平坦となる傾向があられれる。

この平坦度が不充分な場合には後述する低抵抗値の抵抗
１０と温度補償用のサーミスタ１１とを対にしたものを
発振コイル１と共に用いて満足すべき平坦度を得ること
ができる。

かようにして、第９図に示すように発振器２の発振電圧
の温度特性の平坦度を充分に改善することができる。

（実施例）共振器７は第２図に示すように抵抗５及び圧力スイッチ
６を直列又は並列に接続して一組とし、この組を共振コ
イル３に直列又は並列に接続して、圧力スイッチ６の開
閉により共振器７の抵抗値が変化し得るようにする。

又、発振器２はケーブル１２を介して発振コイル部１３
と、抵抗ｌＯ及びコンデンサ１５の時定数部１４とに分
離し、発振コイル部１３は車体のブラケットに固着し、
前記抵抗１０及びコンデンサ１５の時定数部１４は運転
室内に設け、この抵抗ＩＯ及びコンデンサ１５に対し、
温度補償用の抵抗１１を抵抗１０に並列に設け、及び／
又は前記コンデンサ１５を温度に依存する周波数補償用
のコンデンサ、例えば、セラミックコンデンサとする。

今、第３ａ図に示すように、直列接続の抵抗５及び圧力
スイッチ６を共振コイル３に並列に接続した共振器７を
用い、これに関連する発振器２の出力Ｖ、又はＶ、を信
号処理回路８に供給して信号処理シ、ここで第３ｂ図に
示すようにスライスレベルＡ、Ｂを設定してスライスを
行い、更に二値化して論理変数ＬＡ、Ｌ、を求め、これ
ら二値化信号を論理的に判断して第３ｃ図に示す論理状
態を得るようにする。即ち、発振器２の出力ｖＩ又は■
、がレベルＡＳＢと交差した場合を“ｌ”とし、交差し
ない場合を“０”とすると、論理変数Ｌ　Ａ、　Ｌ　ａ
が共に“１”の場合にはタイヤの内圧は異常状態であり
、論理変数ＬＡ、Ｌ、が共に“０”の場合には車両が停
車又は装置が故障しており、論理変数ＬＡが“１”で論
理変数り、が“０“の場合にはタイヤは正常である、と
判断する。

又、第２ａ図及び第２ｃ、２ｄ図に示すように、直列接
続の圧力スイッチ及び抵抗が共振コイルに直列に接続さ
れている場合並びに並列接続の圧力スイッチ及び抵抗が
共振コイルに直列又は並列に接続されている場合にも第
３図につき説明した所とほぼ同様であるが、発振コイル
１に対する抵抗５及び圧力スイッチ６の接続状態（直列
か、又は並列か）によって発振電圧の極性が逆になり、
従って、論理変数の値も逆となる。

上述した所は本発明タイヤ内圧の減圧警報装置を単輪に
適用した場合について説明したが本発明はこれに限定さ
れず、複輪に対しても適用することができる。

例えば、第４ａ〜４ｄ図に示すように、抵抗及び圧力ス
イッチを並列に接続したものを一組とし、これを更に直
列又は並列に接続して共振コイル及びコンデンサに直列
又は並列に接続することによっても共振器を構成するこ
とができる。

即ち、上述したように、温度に対する発振電圧又は電流
の平坦度が得られると、共振コイル及び発振コイル間の
間隔（クリアランス）を一定にしたとき、発振回路の発
振電圧又は電流出力に対して複数のスライスレベルを設
定してここから複数の論理変数を引出すことができる。

又、発振電圧又は電流は対応する共振回路中の抵抗の値
によっても変化する。従って、圧力スイッチと抵抗とを
対にして共振回路に複数個人れておけば個々のスイッチ
と対に設けた低抵抗値の抵抗の値の変化に応じた発振電
圧又は電流が得られ、これをスライスレベルと関連させ
て低抵抗値の抵抗の値の変化と同時的に論理変数の数値
を変えることができ、従って同時的にタイヤの空気圧状
態の変化を知ることができる。

例えば、第５ａ図に示すように、２つのスイッチＳ　、
、Ｓ　、と抵抗Ｒ，、Ｒ，とを夫々対にして直列接続し
たものを共振コイル及びコンデンサに直列に接続して共
振器（第４ａ図参照）を構成する。これらスイッチＳ、
、Ｓ、を複輪の各々のタイヤに設ける。この共振器の圧
力スイッチＳ８、Ｓ、が作動した場合における発振器の
対応する発振電圧変化Ｖ、〜■４を、第５ｂ図に示すよ
うに、４つのスライスレベルＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄに対して取
出して、第５ｃ図に示すように論理処理を行って満足す
べき判断を行うことができる。

第５ｃ図から明らかなように、発振電圧Ｖ、がスライス
レベルＡ、Ｂ、Ｃ％Ｄと夫々交差する場合には、圧力ス
イッチＳ、、Ｓ、は、双方とも閉成された状態で、従っ
て、双方のタイヤが正常圧力であることを示す。上記発
振電圧■、がスライスレベルＢ、Ｃ１Ｄと夫々交差する
場合には、圧力スイッチＳＩが閉成、圧力スイッチＳ、
が開放された状態で、従って、一方のタイヤが正常圧力
であり、他方のタイヤが異常圧力であることを示す。又
、上記発振電圧ｖ３がスライスレベルＣ，Ｄと夫々交差
する場合には、圧力スイッチＳ１が開放、圧力スイッチ
Ｓｔが閉成された状態で、従って、一方のタイヤが異常
圧力他方のタイヤが正常であることを示す。更に、上記
発振電圧■４がスライスレベルＤとのみ交差する場合に
は双方のスイッチが開放された状態で、従って、タイヤ
は双方とも異常圧力であることを示す。又、発振電圧■
１〜ｖ４がスライスレベルΔ、Ｂ、Ｃ及びＤの全部と交
差しない場合には装置の故障か或は停車している状態を
示す。

かように本発明によれば、複輪の場合でもいづれのタイ
ヤが異状内圧であるかを確実に特定することができる。

又、第６ａ図に示すように直列接続の圧力スイッチＳｌ
及び抵抗Ｒ，の対、及び圧力スイッチＳ、及び抵抗Ｒ６
の対の２組を並列接続して、共振器コイル及びコンデン
サに更に並列に接続することにより構成した共振器を複
輪に用いた場合の例を示す。

かかる発振器を用いた場合における発振器の発振電圧Ｖ
Ｉ〜■、及びこれに対し４つのスライスレベルΔ、ＢＳ
Ｃ及びＤを設定した場合を第６ｂ図に示し、これにより
行う論理判断を第６ｃ図に示す。図面から明らかなよう
に、本例では発振器の発振電圧■１〜■４の極性が前例
の場合とは逆となり、従って論理変数ＬＡ−ＬＤによる
判断も、論理変数の全部が０となって装置の故障及び停
車を表わす場合以外は全く逆となる。即ち、発振電圧■
１がスライスレベルＡ、ＢＳＣ及びＤの全部と交差する
場合には両スイッチＳ、、Ｓ、が開放状態であり、両タ
イヤが異常圧力、発振電圧ｖｔがスライスレベルＡ、Ｂ
及びＣと交差する場合にはスイッチＳＩが閉成、スイッ
チＳ、が開放状態で一方のタイヤが正常圧力、他方のタ
イヤが異常圧力であり、発振電圧ｖ３がスライスレベル
Ａ及びＢと交差する場合にはスイッチＳ１が開放、スイ
ッチＳ、が閉成状態で上記一方のタイヤが異常圧力、他
方のタイヤが正常圧力であり、発振電圧ｖ４がスライス
レベルＡのみと交差する場合には両スイッチＳＩ及びＳ
、が閉成状態で両タイヤが正常圧力であることを夫々示
す。

次に、本発明タイヤ内圧の減圧警報装置の実際の回路の
一部分を第７図に示す。本例は、圧力スイッチ及び抵抗
を直列接続し、更にこれを共振コイル及びコンデンサと
直列に接続して共振器を構成した場合、及び発振器に温
度補償抵抗ｒ、を設けると共に、温度に対する周波数変
化の補償用のコンデンサＣＩをも設けるようにした場合
を示し、更に整流回路にも温度補償用のサーミスタを設
けて発振電圧の平坦化を図るようにしている。

又、本発明では共振器及び発振器の磁気的結合を一層良
好とするために、発振器の発振コイルの構成を、第８図
につき以下に示すように構成する。

即ち、フェライトの磁性体より成るコア２０及びカバー
２１を設け、工学状のコア２０には同じく磁性材料のコ
イル線２２を巻装してコイルを形成し、全体をカップ状
のカバー２１内に嵌装し、カバー２１の底部にコア２０
の一面をエポキシ樹脂又はポリエステル樹脂２３によっ
て固着する。この際、コア２０の露出している他面を含
む面とカバー２１の端面を含む面との間の離間距離Ｈを
できるだけ太き（取って巻装コイル２２が見え得るよう
にする。

カバー２１を設けることによってコイルをシールドし、
コイルから発生する磁束が他の部分へ吸収されるのを防
止すると共に、カバー２１とコア２０との位置関係を上
述したように構成することによってカバー２１の端面か
ら出る磁束がコア２０の端面から前方に効率良く大きく
突出して共振器との結合を最良とすることができる。上
述した離間用＠Ｈが小さい場合には発生した磁束が前方
に突出せず、従って、共振器との磁気結合が不所望とな
る。

（発明の効果）上述したように、本発明によれば圧力スイッチの開閉に
応答してインピーダンスが変化する共振器と応答する発
振器の発振電圧に対し少なくとも２つのスライスレベル
を設けて信号処理を施すことにより、圧力スイッチの状
態に対応して出力を発生するため、従来必要であった論
理判断要素としての走行信号は不必要となり、単輪に対
しては簡単な回路構成によってタイヤ空気圧の更に詳し
い状態を検知することができ、複輪に対してはタイヤ空
気圧の異常を個別に特定して検知することができる。

更に、圧力スイッチの状態に対応して即時検知出力を発
生することができ、従って、タイヤの空気圧異常を即時
検知、即時警報することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明タイヤ内圧の減圧警報装置の構成を示す
ブロック図、第２ａ〜２ｄ図は単輪のタイヤに装着する共振器の圧力
スイッチ及び抵抗の種々の組合わせの接続配置を示す回
路図、第３ａ〜３Ｃ図は単輪に装着する本発明タイヤ内圧の減
圧警報装置の作動を説明する回路図、波形図及び説明図
、第４ａ〜４ｄ図は複輪のタイヤに装着する共振器の圧力
スイッチ及び抵抗の種々の組合わせの接続配置を示す回
路図、第５ａ〜５０図は複輪に装着する本発明タイヤ内圧の減
圧警報装置の作動を説明する回路図、波形図及び説明図
、第６ａ〜６０図は同じ（その変形例を示す回路図、波形
図及び説明図、第７図は単輪に装着した本発明タイヤ内圧の減圧警報装
置の実際の接続配置を示す回路図、第８図は本発明タイ
ヤ内圧の減圧警報装置に用いる発振器の発振コイルの構
成を示す断面図、第９図は本発明により平坦化した発振
器の温度に依存する発振電圧を示す特性図である。発振コイル発振器共振コイルコンデンサ抵抗圧力スイッチ共振器信号処理回路警報装置抵抗サーミスタケーブル発振コイル部時定数部コンデンサコアカバーコイルエポキシ樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

１．圧力スイッチの開閉により変化する共振回路中の電
気抵抗の大きさに応じて発振回路の電圧又は電流が変化
する非接触型共振方式のタイヤ内圧の減圧警報装置にお
いて、車両の車体側に固着された発振コイルを含む発振
器と、前記発振コイルに近接する車輪のリム部に固着さ
れ前記発振コイルからの放射電磁波に共振する共振コイ
ル、コンデンサ、抵抗及び圧力スイッチよりなる共振器
と、前記発振器の出力信号を整流し、少なくとも２レベ
ルに対しスライスして二値化し、かつ、論理処理してタ
イヤ内圧の正常、異常を判別する信号処理回路と、この
信号処理回路の出力によりタイヤ内圧の異常を知らせる
警報回路とを具えることを特徴とするタイヤ内圧の減圧
警報装置。
２．前記共振器は、その共振コイルの磁性材料のキュー
リー点を、温度変化に対する発振電圧又は電流の平坦度
が大きくなるような値に選定するようにしたことを特徴
とする請求項１に記載のタイヤ内圧の減圧警報装置。
３．前記キューリー点を１２０℃〜３５０℃とすること
を特徴とする請求項２に記載のタイヤ内圧の減圧警報装
置。
４．前記共振器は、その共振コイルの巻回数を温度変化
に対する発振電圧又は電流の平坦度が大きくなるような
値に標準値から減少するようにしたことを特徴とする請
求項１に記載のタイヤ内圧の減圧警報装置。
５．前記共振コイルの巻回数を３０〜４５ターンとする
ことを特徴とする請求項４に記載のタイヤ内圧の減圧警
報装置。
６．前記共振器の抵抗及び圧力スイッチの組合せは直列又は並列接続とし、この組合せを前記共振
コイルに直列又は並列に接続するようにしたことを特徴
とする請求項１に記載のタイヤ内圧の減圧警報装置。
７．前記共振器は、その並列接続の抵抗及び圧力スイッ
チの組合せを直列又は並列に接続し、この直列又は並列
接続の組合せを前記共振コイルに直列又は並列に接続す
るようにしたことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ
内圧の減圧警報装置。
８．前記発振器は、その発振コイルの磁性材料のキュー
リー点を１２０℃〜３５０℃とすることを特徴とする請
求項１に記載のタイヤ内圧の減圧警報装置。
９．前記発振器の発振コイルの巻回数を３３〜４０ター
ンとすることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ内圧
の減圧警報装置。
１０．前記発振器の発振コイルは、夫々フェライト等の
磁性体より成るコア及びその三方を囲むカバーを具え、
これらコア及びカバーを適宜配設してコイル巻線を巻装
したコアの少なくとも露出端面を通る平面と前記カバー
の端面を通る平面との間を充分に離間するようにしたこ
とを特徴とする請求項１に記載のタイヤ内圧の減圧警報
装置。
１１．前記発振器はケーブルを経て発振コイル部と、抵
抗、コンデンサ部とに分離し、発振コイル部は車体のブ
ラケットに固着し、前記抵抗、コンデンサ部は運転室に
設け、この抵抗、コンデンサ部に温度補償用の抵抗及び
／又は温度による周波数補償用のコンデンサを設けるよ
うにしたことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ内圧
の減圧警報装置。
１２．前記信号処理回路は、前記発振コイルの出力側に
接続された整流器と、その出力側に接続され入力電圧を
少なくとも２レベルに対し比較識別して二値信号を発生
する回路と、この回路の出力側に接続されタイヤ内圧の
正常、異常を判別する判別回路とを具えることを特徴と
する請求項１に記載のタイヤ内圧の減圧警報装置。